Коледов Л.А. - Технология ИС (1086443), страница 84
Текст из файла (страница 84)
Интенсификации процесса ультразвуковой сварки способствует косвенный импульсный нагрев инструмента (комбинированная сва- Р в й Рвс. 1!.60. Схема ультразвуковой сварки: т — преобрввовв ель (вмбрвтор), й — коннентрвтор 1волновол1; 3 нпетрумевт; 4 в влектралнмй вмвол; б — «рк тала; б — уе ройетво крепления, Т н 8 в обмоткп вовбумкеннк н попмвтннмнвенпя о х 11а Рис.
11.61. Конический (и) н плоский 'тг-образньгрг инструмент (б) для сварки импульсным нагревом и схема сварки сдвоенным электродом (з) и) й) 9 Эленпгпплото уееной елей золото, Е5мнм осолгоенндгйпноеел »леннон,1.. 15ннн е) а) 5И гте нооеенпе пноеленоеу ° .ю/- Фптпдезоет, 25ннм 5гО 51 З74 ка). Одновременное воздействие ультразвуковых колебаний и импульсного нагрева инструмента на соединяемые материалы повышает прочность сварного соединения при меньшей деформации выводов и позволяет соединять между собой трудносвариваемые материалы.
Ограничением метода является необходимость высокой пластичности материала проводника, так как его относительная деформация в месте сварки обычно составляет 40...60ош Разновидности термокомпрессии — сварка косвенным импульсным нагревом рабочей зоны, который осуществляется только в момент сварки за счет импульса тока непосредственно через рабочий инструмент (рис !!.6(,а,б) и сварка сдвоенным (расщепленным) инструментом (рис.
! !.6),в). В обоих случаях в момент сварки к контактному узлу прикладывается усилие сжатия. Свариваемость материалов различными методами сварки при сборке гибридных микросхем дана в табл. (1.4. Следует отметить, что проволочный монтаж наиболее трудоемкий 41 производстве гибридных микросхем, поскольку каждое соединение выполняется индивидуально. Чем больше проволочных соединений Табл и на 11.4. Свариваемость материалов при различных методах сварки Прн е аии ф+ Р р шо, ф спариваются удовлетворительно; — ие сварнваюгс». в микросхеме, тем ниже ее надежность в процессе эксплуатации, поэтому гибкие выводы и проволочные перемычки рекомендуется применять в условиях индивидуального и мелкосерийного производства.
Монтаж кристаллов с жесткими выводами позволяет автоматизировать процесс сборки, повысить надежность соединений и уменьшить стоимость изготовления микросхем. В зависимости от материалов выводов и контактных площадок присоединение элементов с шариковыми или столбиковыми выводами может осуществляться ультразвуковой сваркой, термокомпрессионной сваркой, комбинированной сваркой или пайкой (УЗ-колебания и импульсный нагрев), токопроводягцими клеями. УЗ-сварку используют для алюминиевых выводов и контактных площадок, термокомпрессивную — для золотых выводов и контактных площадок.
Комбинированная сварка или пайка позволяет соединять различные материалы. При монтаже кристаллов с шариковыми и столбиковыми выводами усилие сжатия прикладывается через кристалл, что предъявляет повышенные требования к равновысотиости выводов. Для обеспечения более равномерного распределения сжатия используют УЗ-колебания. Выводы кристалла и контактные площадки покры'вают припоем. При этом закорачивание выводов не происходит, так как припой не смачивает пассивированную поверхность кристалла и необлужениые участки платы.
Лазерный и электронно-лучевой методы сварки относят к сварке плавлением. В результате воздействия острофокусированного или Рис. 11 62. Формирование золотых столбиков на алюминиевых контактных плондад. как. приборов. и — пласт на с прщвзритюгш сформированной микрос»»мод, лпдверг утв» опера» м сткн н ионного трав ен , б — спзлзипе ко т «тногп бврьерн го слоя дл» прел пврашеинп пкнслени», в — намесенне толст плен »пото фоторезнста, з — злектролнтнческое псвмденне слоя волоча дл» образовании стпдби. «ов; д — снятие ревиста.
е — удаление проводяшн» тонки» пленок к мическем травлением электронного луча происходит расплавление металлов в зоне их контакта с последующей кристаллизацией. Эти виды сварки чаще используют при соединении металлических основания и крышки корпуса металлостеклянных и металлокерамических корпусов. Сборка микросхем на ленты-носители (см. рис. 2.53) относится к групповым автоматизированным методам соединений выводов кристаллов микросхем, при котором заранее изготовленные химическим травлением медной или коваровой фольги лепестки выводов присоединяют термокомпрессионной сваркой или с помощью припоя 80% Ац, 20%5п одновременно по всем контактным площадкам.
Столбики формируют в последовательности, показанной' на рис. 11.62. Принцип автоматизированного соединения выводов кристалла с лепестками ленточного носителя показан на рис. 11.63, а конструктивные варианты соединений выводов кристаллов и ленточных носителей даны на рис.
11.64, где показаны: а — однослойная лента, которую используют при сборке дешевых плоских корпусов с двухрядным расположением выводов; б — двухслойная лента, изготовленная нанесением меди иа полиимидпую пленку, литьем полиимида на медную основу или нанесением полиимидной пленки на медную основу методом трафаретной печати; в — трехслойная лента, изготовленная из предварительно перфорированной полиимидной пленки толщиной 75...!25 мкм, наклеенной эпоксидным клеем на медную ленту (использование ленты этого типа позволяет про- Прейбсротельна сфпрнорабпнньге Енутренное нспраблпюшое бьгбсйоглн,~ пленка сбстабна блп кростпллаб Нснтаюпн быступ гз,(.уу рис лл Пленка бобсбьг, каспюиуиесп бб =- ~час=" просталл сбо.некое кри сто слаб Слю' баска Рис.
11,63 Процесс соединения выводов прн автоматизированном монтаже кристалла на ленточном носителе: п к ап с кркстаааом со оабкками; б -нагретый икструмеит, прим мащщмй аепестк аеитм к сгопб, ксщтакти» паощадо кригтаааа, с помощащ которого ампоаияетси термоко прссси. оикое сс д ис ис. а — пыре даи иэааеиеикя крис алла иа а рикы; с — аеи а и «растепа, раамсшеикме дая амаоа еа я саедумшего соедииеакк 376 йписталл а) лпапдсс(я~с я 1( щ- петеле ~~~~талл~ рисюалл '~ — Пленкп б) ые ~глзф,'",~цЩ щ- Петалл росюплл ~ олеи Пленка 9 Мерпатпль кристалла 'Зет' 'бокс!ЕЕ ~ Пгтапп г) риапалл ,„Б %ББ Рнс. 11.и . .66.
Кремниевый кристалл в пластмассовом плоском корпусе с двухрядным расположением. выводов, присоединенный методом шарика н клина Рнс. 11.64 Различные типы лент и разные конфигурации кремние- вых кристаллов 377 водить испытания кристаллов, поэтому она широко применяется в технологии СВИС); г — однослойная лента со столбиками, полученная методом фотолитографии и травления медной ленты толщиной 66 мкм с обеих сторон; д — двухслойная лента со столпеч биками, упрочненная пленкой, полученная методом трафаре црй ати.
Применение этой ленты в отличие от однослойной со столиками дает возможность проводить испытания кристаллов. Герметизация микросхем в корпусах. В настоящее время для т пластмассовые и герметизации схем наиболее широко использ"ют пла керамические корпуса. Пластмассовые применяются для ге м для гермети. у ируемых ц кросхем широкого применения, дешевых, экспл ат в условиях закрытого отапливаемого помещения. Сбо ка схем в и. пластмассовые корпуса осуществляется двумя способами. В пе вом сис р истема выводная рамка — кристалл запрессовывается в термореактивную пластмассу, исходным сырьем для которой являются эпоксидные смолы или кремиийорганические соединения (рис. !1.65) Во втором способе предварительно прессуют пластмассовый корпус с углублением и площадкой для размещения кристалла, который после монтажа кристалла и присоединения выводов закрывается пластмассовой крышкой и герметизируется клеем на основе эпоксидных смол или полимеров.
Керамические корпуса на основе окисла алюминия А40;, принцип изготовления которых показан на рис. 1!.66, применяются для герметизации микросхем, к которым предъявляются требования высокой надежности в жестких условиях эксплуатации и при повышенной влажности окружаюцгей среды. На первом этапе изготовления керамического корпуса готовят сметанообразную пасту из по- Герметизацию керамических корпусов с помощью керамической или металлической коваровой крышки осуществляют с помощью легкоплавкого стекла, в состав которого входят окислы РЬО, ХпО, В20з с температурой размягчения 400 'С или эвтектического сплава 80ог' Ац, 20% Бп. Бескорпусная герметизация микросхем.
При разработке современпых микросхем и микропроцессоров предусматривают их поставку потребителю в корпусах или без них. В последнем случае предусматривается защита кристаллов микросхем, иногда называемая бескорпусной герметизацией. Надо отметить, что защита от воздепствия внешнс.! среды таких кристаллов с помощью корпуса тоже непременно осуществляется, но уже в составе изделия, изготовленного на основе бескорпусных микросхем. Бескорпусная герметизация является, таким образом, временной защитой микросхем от внешних воздействий. ыдааа !тана! ажнал лаан!анна Рис. !2.!. Конструкция кернмнческого корпуса Рнс.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
